专利名称：测量传感器的制作方法
现有技术本发明涉及权利要求1所给类型的测量传感器，它特别适用于内燃机的废气中氧含量的测定。
EPA1624791(US5 329 806)给出了一种气体传感器，其敏感元件被固定于金属管外壳内，密封不透气。管形外壳在其下部有一个径向向外的唇边，构成了密封凸缘。气体传感器被安置于排气装置的一个开口处，其唇边放置于开口内加工成的一个密封座上。从外壳上方置入一个空心螺栓，它拧入到开口内装备的螺纹中，从而将唇边与排气装置气密地联接起来。这种实施方案中的问题在于比较薄的外壳材料经受挤压或碰之后，可能在唇边上形成微裂纹，从而导致外壳不再是气密的了。
本发明的优点本发明具有独立权利要求的特点，其优点是密封法兰绝对具有气密性。两部分组成的外壳，在其联接侧外壳部分上装备有密封法兰，不仅其加工制造技术简单，而且其装配技术也不复杂。
辅权利要求所给的方法措施，使得权利要求1所给的测量传感器更加完善，优点也进一步扩充。揉缘被证实是加工密封法兰的最合适的工艺方法。另外，在排气管中装入联接块，并以此块的端面构成密封法兰的密封座，效果良好。在密封法兰的上面安置一具罩螺母，后者与联接块上加工的螺纹相配合，就能够将密封法兰与联接块联接起来，并达到密封不透气效果。
图例本发明的一个实施例在图例中示出并在下面的说明中予以详细描述。单一的图给出了安置于排气管中的气体传感器的纵剖面。
实施例气体传感器10，譬如一个电化学氧含量传感器，被安置于排气管11中。它包括一个气体测量端的金属罩壳部分12和一个联接端金属罩壳部分13，二者共同构成外壳14。在外壳14内气密性地固定着平板形的敏感元件16，它包括气体测量一侧的区段17和联接侧的区段18。
气体测量一侧的外壳部分12可以是两端均敞开的管段，内部为圆柱壁21。它在联接侧尾端为一段内外直径均较小的区段22。这样管段上就形成了一个外环面23和一个内环面24。此外，气体测量侧的外壳部分12还可在其测量侧尾端部拥有一个圆柱形套管34，它继续向前延伸以至超出敏感元件16气体测量侧的末端，从而构成敏感元件16的气体测量侧区段17的外部保护套36。
在套管34内安装着内保护套38，它环围着敏感元件16的气体测量侧区段17，但与之有一定距离而互相无接触，在它的内部形成了测量气体空间40。内保护套38有一个基底42，其上加有一个孔43，以便气体进入和/或排出。与其基底42相对的另一端，内保护套38制造成一个凸缘45，它当中又安排有气体出入口46。内保护套38在其凸缘45上可通过一条整周的焊接线48与外护套36焊接起来。其它的可能方案是套管34作为单独的构件与内护套38联接起来，之后这个已预先装配好的双层护管再与管段焊接在一起。
在气体测量侧外壳部分12内安置着一个气体测量侧的陶瓷型块26、联接侧的陶瓷型块28和位于这两者之间的密封件30。陶瓷型块26和28可由Al2O3制成，并且其上均拥有图上未进一步标示的通孔，以便敏感元件16从中穿过。密封件30则可由皂石经过预压制成，其内部也同样为敏感元件16开有通孔。
气体测量侧外壳部件12内敏感元件16的固定方式是按顺序将联接侧陶瓷型块28、处于压缩状态的密封件30和气体测量侧陶瓷型块26依次置入气体测量侧外壳部分12内。其中联接侧陶瓷型块28挨靠到内环面24上。未做进一步标示的敏感元件安置通道孔要彼此对直。接着将敏感元件16送入其通道孔内；直至到达其预定的轴向位置上。之后在气体测量一侧用一个压柱对气体测量侧陶瓷型块26施加一个压力。这个压力的大小应足以使预压过的密封件30被压坏，从而使其组成中的粉末同时挤压敏感元件16和内壁21。在外力作用于气体测量侧的陶瓷型块26期间，在管段上气体测量侧陶瓷型块26的气体测量侧端部处制造加工出一条径向向内的凹陷环。这样将气体测量侧陶瓷型块26维持在使密封件30受挤压的位置上。
联接侧的外壳部分13被加工成圆柱状，拥有一个收缩变细的区段52及开口53。开口53内可焊接上一段金属护套管55。而敏感元件16的接线57就通过该护套管55引出。接线57与接触块59相连接。接触块59与敏感元件16的联接侧区段18上装备的连接触头相连。连接触头在图中未作进一步标示。接触块59敏感元件16的触接可以用夹卡或有物质融合的连接方法来实现。通过开口53的电缆出口也可以使用耐热的PTFE-电缆套管。
联接侧外壳部分13在其敏感元件侧端部拥有一个环绕整周的径向密封法兰60，有上环面61和下环面62。在本实施例中，密封法兰60由联接侧的外壳部分13的材料加工制成。密封法兰60可以通过各种塑性加工方法制得。揉缘被证实是特别合适的塑性加工方法。采用该方法，可以由联接侧的外壳部分13的材料加工出稳定的密封法兰60。也可以考虑在柱状的联接侧的外壳部分13上焊接一个环，由此环构成密封法兰60。
在实现了敏感元件16与接触块59触接之后，将联接侧外壳部分13套装到气体测量侧外壳部分12的区段22上去，这里气体测量侧外壳部分12的外环面23起到轴向定位作用。接下来通过经向面上整周的不间断焊接将联接侧外壳部分13与气体测量侧外壳部分12气密性地连接起来，形成焊接线65。
在排气管11中加工有开口70，一个圆柱形联接块72以其一个末端安装在此口内。这里联接块72与排气管11通过一条整周的焊线74气密性地焊在一起。联接块72的另一端也拥有一个平面状的环面76，其上安放着密封法兰60的下环面62。这样环面76构成了密封法兰60的密封座。在其外侧面上，联接块72上加工有一段螺纹区78。
从联接侧外壳部分13的上方装入一个罩螺母80，它具有内螺纹81和一个内环面82。该内螺纹81拧到联接块72的螺纹段78上去，而内环面82则压在密封法兰60的上环面61上。拧紧罩螺母80将使密封法兰60的下环面62紧紧地压在构成密封座的联接块72的环面76上。这样就形成了气体传感器10在排气管11中的气密性固定安装。
为了实现气体传感器10在排气管11中的固定安装，也可以采用其它的固定方法。例如，借助于一个空心螺栓的固定，空心螺栓的外表面上加有螺纹，将它拧到联接块72中的内螺纹中去。这里密封法兰60的密封座必须通过联接块72内部一个附加的环面来形成。还可以考虑在联接块72和空心螺栓之间加入一个承接件，使得气体传感器10以密封法兰60安置于该承接件的一个环面上，而承接件则以其另一个环面位于联接块72的环面上。
权利要求
1.测量传感器，特别适用于测定内燃机废气中的氧气含量，它拥有一个固定于外壳内的敏感元件；一个成型于外壳上的密封法兰，其安装位置处于一个密封座上；以及一个紧固元件，它从外壳上方置入，拧入加工有螺纹的孔中，其中紧固元件将密封法兰压紧在密封座上，其特征是外壳(14)由气体测量侧外壳部分(12)和联接侧外壳部分(13)组成，密封法兰(60)位于联接侧外壳部分(13)上。
2.根据权利要求1的测量传感器，其特征为密封法兰(60)由联接端外壳部分(13)的材料加工制得。
3.根据权利1或2的测量传感器，其特征是密封法兰(60)通过揉缘工艺方法加工而成。
4.根据权利要求1的测量传感器，其特征是装备有一个联接块(72)，它气密地环绕开口(70)，其上的密封座是一个平面状的环面(76)。
全文摘要
这里推出了一种测量传感器,它特别适用于测定内燃机废气中的氧含量。它拥有一个气密性地固定于金属外壳(14)内的敏感元件(16),外壳(14)上则成型有一个气密法兰(60),它安置于排气装置(11)中装备的密封座(76)上。从外壳(14)上方置放一个罩螺母(80),它拧入到排气装置(11)中设计加工的开口(70)上的螺纹(78)内,将密封法兰(60)紧压到密封座(76)上。外壳(14)拥有气体测量侧外壳部分(12)和联接侧外壳部分(13)两个部分。其中密封法兰(60)位于联接侧外壳部分(13)上,并且由它的材料加工成型制得。
文档编号G01D11/24GK1181812SQ96193325
公开日1998年5月13日 申请日期1996年11月19日 优先权日1996年3月6日
发明者特奥多尔·格拉泽尔, 格哈德·赫策尔, 约翰·韦尔曼, 海因茨·艾森施密特 申请人:罗伯特·博施有限公司